Observations réalisées

La station expérimentale de Souk Tlet dispose au niveau de son parc agro-méteorologique d’une station complète du type Campbell pour la mesure des paramètres tels que la température, l’humidité relative de l’air, le rayonnement et la vitesse du vent qui sont enregistrés au pas de temps horaire. Ces données sont nécessaires pour la détermination de

l’évapotranspiration de référence ET0 selon la méthode de Penman-Monteith (Smith, 1992).

Les précipitations sont recueillies au niveau d’un pluviographe à auget basculant et les mesures sont effectuées avec un pas du temps de 15 min.

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• Mesures effectuées durant la période hivernale au niveau des parcelles

expérimentales

a) Hydrauliques et hydrologiques

Les débits de ruissellement de la parcelle nivelée dotée de raies sont mesurés automatiquement dans un bac déversoir situé à son exutoire (Figure 10) où s’effectuent des mesures limnimétriques par sondes ultrasoniques. Le bac déversoir en béton a été installé en 2004 avec le concours du Cemagref d’Anthony. Cet ouvrage de mesure a été spécifiquement mis en place pour cette expérimentation selon des critères techniques détaillés dans Chaumont

et al., (1999). Le déversoir a été étalonné et calibré.

Figure 10. Dispositif de mesure des eaux de ruissellement de la parcelle nivelée disposant de

raies (Chaumont et al., 1999)

Le débit est mesuré par un bac déversoir de forme parallélépipédique de longueur 1 m et de hauteur 0.40 m. Sur sa largeur frontale, il est muni d’un déversoir triangulaire de 0.28 m de hauteur. L’angle d’ouverture du déversoir est de 10 degrés.

La hauteur d’eau transitant au-dessus du déversoir est mesurée à l’aide d’un capteur à ultrasons immergé dans le bac. Le principe de ce capteur repose sur l’émission d’ondes ultrasoniques à la base de la colonne d’eau et la mesure du temps d’un aller et retour de ces ondes entre le capteur et la surface libre du liquide.

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Concernant le drainage, nous rappelons que les trois parcelles d’étude sont équipées d’un système de drainage enterré. Le drainage est mesuré selon le même principe que pour le ruissellement. Toutefois, les travaux antérieurs réalisés par Bouarfa et al., (2002) et Hammani (2002) ont conclu que la transmissivité élevée expliquait de fortes interactions entre parcelles. Le drainage souterrain a un effet à l’échelle de la station et non à l’échelle parcellaire. De ce fait, le drainage souterrain n’est pas discriminant d’une parcelle à une autre. Seul le ruissellement sera pris en compte comme un terme discriminant les conditions d’humidité de surface des trois parcelles.

La profondeur de la nappe facile à mesurer est souvent utilisée comme variable pour expliquer la croissance de cultures et les rendements (Cavazza and Rossi Pisa, 1988 ; Kanwar

et al., 1988 ; Pons, 1998 ; Schaffer et al., 1987) cités par Brisson et al., (2002). Ainsi, un suivi

de l’évolution de la nappe phréatique a été assuré au moyen de deux piézomètres installés sur chacune des parcelles (1 en amont et 1 en aval de chaque parcelle nivelée) et un au point haut et au point bas de la parcelle non nivelée. Les piézomètres utilisées sont des tubes en PVC de 3 m de longueur et perforés à leurs base sur environ 1 m. Ils sont installés à une profondeur de 2.5 m. La mesure s’effectue manuellement à l’aide d’une sonde lumineuse au pas de temps journalier.

b) Etat de l’humidité du sol

La tension de l’eau dans le sol est mesurée sur chaque parcelle par tensiomètrie à multi manomètres à mercure, placés à : 10, 20, 40, 60, 80, 100 et 150 cm de profondeur. Les relevés sont manuels et effectués au pas de temps journalier.

La teneur en eau du sol est mesurée selon deux méthodes. La première par gravimétrie où des prélèvements des échantillons à la tarière sont réalisés à des pas de temps décadaires au niveau des différents sites de mesures. La seconde, basée sur l’utilisation des sondes TDR placées à des profondeurs de 5 et 10 cm sur les deux parcelles. Les enregistrements se font à des pas de temps de 15 min.

La sonde utilisée est du type CS615. Il s’agit d’un reflectomètre de teneur en eau qui mesure la teneur volumique en eau en utilisant la méthode TDR (Time Domain Reflectometry)

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Figure 11. Capteur TDR

Source : Campbell Scientific (1999)

Le reflectomètre est composé de deux tiges (Figure 11) en acier connectées à un circuit imprimé. Un câble blindé à 4 fils est connecté à ce circuit imprimé afin d’alimenter le capteur, de commuter l’alimentation et de mesurer le signal de sortie. Le circuit imprimé est enrobé dans un bloc epoxy. Ce reflectomètre utilise la méthode TDR dans le but de déterminer la teneur en eau suite aux modifications de la constante di-électrique, qui influence la vitesse de propagation des ondes le long des tiges. Le signal qui en résulte est transmis à une centrale de stockage et d’acquisition du type Campbell puis converti en teneur volumique en utilisant l’équation d’étalonnage. Les mesures ont été faites à des pas de temps du quart d’heure. Ensuite ces données sont transférées pour exploitation par le biais d’un micro-ordinateur portable.

Deux sites ont été instrumentalisés pour le soin de cette recherche (1 site amont et un site aval de la parcelle) et deux profondeurs à savoir 5 et 10 cm ont été retenues pour l’installation des tiges.

c) Mesures agronomiques

Le LAI (Leaf Area Index) est un paramètre important qui caractérise la croissance des cultures. Un intérêt particulier est accordé à sa mesure compte tenu des relations qui le lie à la plante et sa croissance. (Goudriann and Van Laar, 1994 ; Tsialtas et al., 2008). Il est défini comme étant le rapport de la surface des feuilles par unité de surface de sol.

Les racines sont des organes qui enregistrent et transmettent un ensemble d’informations liées

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d’ancrages dans le sol, elles assurent les fonctions de nutrition et d’extractions de l’eau. La compréhension de leur fonctionnement et de leur réponse à une contrainte donnée est une étape essentielle pour l’étude de fonctionnement de la plante entière (Rebiere, 1996). L’enracinement maximal et la répartition racinaire horizontale et verticale ont été déjà déterminés sur le site expérimental sur le traitement conduit à l’ETM et le traitement en sec (Pressurot, 1997). La description du profil a été effectuée sur un plan vertical divisé en mailles de 5 cm de côté. Cette méthode adoptée par Tardieu et Manichon (1986) est citée par Pressurot (1997). Il en ressort que pour le traitement conduit à l’ETM, le système racinaire atteint 1.15 cm contre 1.50 cm pour le régime conduit en sec. Concernant, les parcelles soumises à l’engorgement, il est difficile d’appréhender la profondeur racinaire. Les conditions d’engorgement ne sont pas les mêmes et d’autre part, il est plus difficile de faire la part des choses entre les racines nécrosées, partiellement atteintes par la contrainte d’excès d’eau. C’est pour cela, que nous allons nous limiter à la longueur du pivot. Nous convenons que pour la betterave à sucre, le pivot est un organe de stockage du sucre. La betterave à sucre est principalement cultivée pour le pivot dont on extrait du sucrose, lequel est transformé en sucre raffiné destiné à la consommation humaine.

Compte tenu de l’importance de ces deux paramètres (LAI et pivot) dans la croissance de la culture notamment pour une betterave à sucre et afin d’analyser l’impact des excès d’eau sur le développement et le rendement de la betterave à sucre, ils ont fait l’objet d’un suivi durant tout le cycle cultural. Ainsi, nous avons procédé à la détermination du LAI par la méthode planimétrique et à la mesure de la longueur du pivot sur 8 betteraves (amont, milieu et aval parcelles nivelées) et 8 betteraves (points hauts et points bas) de la parcelle non nivelée et ce, tous les 15 jours environ durant le cycle de la culture. Le diamètre de la racine de l’ordre du millimètre n’est pas pris en considération pour la mesure. Cette méthode directe bien que destructive (arrachage des betteraves, etc) est très consommatrice en terme de temps et de logistique à mettre en place mais reste efficace et assez précise à notre sens.

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• Mesures effectuées durant la période des irrigations

a) Contrôle des débits en colature pour la parcelle gravitaire

Les irrigations étaient conduites par poste d’environs une vingtaine de raies chacun. Nous avons opté pour le mode d’irrigation avec des raies ouvertes à l’aval. Cette pratique d’arrosage présentait des efficiences satisfaisantes dans le contexte du Gharb (Mailhol et al., 1999). Deux seuils de mesures, ont été installés par poste d’irrigation pour le contrôle des débits de colatures à l’extrémité des parcelles dans le cas où on procéderait à des tests d’arrosages en raies ouvertes. Il a été ajouté un seuil de type RBC facilement déplaçable pour contrôler la valeur du débit stabilisé sur les autres raies du poste. Ce même type de dispositif a été également mis en place pour contrôler les débits amont. Au départ les mesures sont fréquentes (toutes les 5 minutes pendant le premier quart d’heure) puis chaque 20 à 30 minutes ou plus et ce, jusqu’à la fin des arrosages. Pour les conduites en raies bouchées, et afin de mesurer la valeur du débit stabilisé, un seuil de type Parshall a été mis en place sur une raie laissée ouverte également contrôlée en amont.

b) Suivi de l’avancement

Pour prendre en compte la variabilité spatiale des temps d’avancement du front d’eau celui-ci est suivi sur tout le poste, au cours d’un même arrosage. Pour ce faire, deux rangées de jalons espacés de 25 m, bien visibles, ont été installées par poste. Chaque rangée permet le suivi de

l’avancement d’une douzaine de raies (≈ 6 de part et d’autre).

Les temps sont obtenus à l’aide de chronomètres déclenchés dés que l’eau a traversé les seuils de mesure amont. Ils sont notés sur une fiche type de suivis d’arrosage élaborée à cet effet. En plus des mesures spécifiques à cette période portant sur l’évaluation des doses d’eau d’irrigation apportées à chaque parcelle et à chaque irrigation, les mesures relatives à l’estimation de l’évapotranspiration, au suivi de l’humidité du sol et des paramètres agronomiques ont été effectuées au long du cycle.

Détermination des rendements

Trois plans d’échantillonnage ont été utilisés (un pour chaque parcelle) consistant à diviser la

surface étudiée en zones d’influence égales et disjointes de 2 m2. Pour la partie dont les

irrigations sont supposées être conduites sans restriction hydriques, 5 placettes en amont, 5 au milieu et 5 en aval ont été choisies aléatoirement au niveau des parcelles de chacune des

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parcelles nivelées Pnivraies et PnivsansR. En ce qui concerne la parcelle Psansniv, 5 placettes situées dans les dépressions et 5 dans les points hauts ont été choisies aléatoirement.

Par ailleurs, pour la conduite en pluvial (conduite en sec ou en non irriguée, 3 placettes amont, 3 au milieu et 3 en aval ont été choisies aléatoirement sur chacune des deux parcelles nivelées Pnivraies et PnivsansR. Concernant la parcelle Psansniv, 3 placettes situées dans les dépressions et 3 dans les points hauts ont été choisies aléatoirement.

Afin d’analyser la richesse en saccharine relative à la conduite sans restriction, 9 échantillons de la parcelle Pnivraies et 9 de la parcelle PnivsansR (3 en amont de parcelle, 3 au milieu et 3 en aval) et 6 échantillons de la parcelle Psansniv (3 échantillons prélevés dans les dépressions et 3 au niveau des points hauts) ont été collectés. Pour la partie conduite en pluvial, 18 échantillons ont été prélevés (6 pour chacune des parcelles nivelées et 6 pour la parcelle non nivelées (3 points hauts et 3 points bas).

Impact de la submersion

Il est difficile d’appréhender en plein champ l’effet de la submersion sur les graines et les plantules de la betterave à sucre. Les conditions et les durées de submersions étant difficilement maîtrisables. Par ailleurs et à des fins d’adaptation d’un modèle de culture à la problématique de la submersion, des expérimentations en pots pour mettre en relation les durées de submersion et la mortalité des graines et des plantules ont été réalisées. Le suivi des pots présente l’avantage de mieux maîtriser les conditions de drainage contrairement à un essai réalisé en plein champ.

Vingt-cinq pots ont été utilisés pour la submersion des graines de la même variété utilisée en expérimentation de plein champ et 25 pots pour la submersion des plantules. Les durées retenues pour la submersion des graines étaient de 1, 4, 8, 10 et 15 jours où on dénombrait quotidiennement les nombres de graines germées après avoir été soumises à la submersion. Les durées retenues pour la submersion des plantules étaient de 4, 8, 10, 15 et 20 jours où l’on dénombrait les plantules asphyxiées suite à la submersion. Les pots destinés à la submersion des plantules n’avaient subi aucune contrainte de stress d’excès d’eau au préalable de l’expérimentation (durant la phase germination-levée).

Cinq pots ont été utilisés pour chacune des durées de submersion avec respectivement 20 graines ou 20 plantules par pot. Le stade plantule est défini dans le cadre de cette expérimentation comme étant celui correspondant à 6 feuilles vraies.

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